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为什么 Vue 实例只能有一个根元素?

作者:Horace
ps:新人小白一枚,如有错误,欢迎指出~

问题提出

笔者现在是一个大三将要实习的学生,前段时间在掘金看到了一篇文章《vue 248个知识点(面试题)为你保驾护航》,作者在里面写到他在面试一个5年前端工作经验的小伙子中的一些问题,其中有一个问题引起了我的注意,这个问题就是:不错,那我问下你 “vue为什么要求组件模板只能有一个根元素?”

笔者入坑学习 Vue 也算是有段时间了,文档和一些大佬的项目、文章也多少看了一些,但是似乎这个问题思考的很少,每次在写项目或是 demo 的时候直接就是代码往上怼,深入的地方也仅限于了解了路由和模板编译的源码实现,也没有深究过为什么只能有一个根元素。这个问题我觉得对于刚入门 Vue 学习的朋友来说是一个很好的问题,在刚开始的时候就要知其所以然才能更好的掌握一门语言。

在 google 和掘金简单找了一下,相关的问题资料似乎很少,也少有人写这个专题,那就不多吹了,今天就由我来带大家分析一下这个问题。以下都是我自己查阅了一些资料之后的个人思考,如果你觉得有问题,欢迎在评论区指正和一起探讨~

Vue 实例

首先,我觉得这个问题要先从 Vue 的实例开始讲起。Vue 的实例一般都是长成下面这个样子,不同的只是 id 名的不同。

<div id="app"></div>
复制代码
var vm = new Vue({
    el: '#app',
    data: {},
    methods: {}
    ...
})
复制代码

这就是 Vue 实例的基本结构,并不陌生。从这里可以看到,el 的指定是一个 id 为 app 的 div 元素,Vue 实例接管了对它的控制,减少了我们的 DOM 操作,需要被 vm 控制的元素全部加在它的内部。如果是需要控制不同的部分,这就需要多个 Vue 的实例来实现。疑问就来了,为什么需要不同的 Vue 实例来接管?

入口问题

在 Vue 中指定 el 选项是给 Vue 实例指定一个 SPA 入口,有可能你的页面会长成像下面这样:

<div id="app"></div>
<div id="app1"></div>
<div id="app2"></div>
复制代码

Vue 实例其实并不知道哪一个是入口,它应该接管哪一个部分,所以你要给它指定一个唯一的元素作为入口。每一个入口可以看作是一个 Vue 的类,Vue 要把这个入口进去的所有东西都取出来进行轮循渲染一遍,再把它重新挂载回页面中的 DOM 里面去。打给比方来说,一个 Vue 实例只拥有一个钥匙,一个钥匙只能开一把锁,但是页面上有很多把锁,如果你不说清楚它是哪把锁的钥匙,Vue 实例就不知道接下来要怎么做了。

当然,这只是一个比较浅显的理解。你可能会说,我指定几个入口让 Vue 实例去一个一个试就好了,我们往下看。

虚拟 DOM

“虚拟 DOM”是我们对由 Vue 组件树建立起来的整个 VNode 树的称呼

学习 Vue 不得不说的就是2.0引入的Virtual DOM,引入虚拟 DOM 后,在框架的内部将虚拟 DOM 树型结构与真实 DOM 做了映射,让我们不用再命令式的去操作 DOM。

在聊这个话题之前,如果有对于虚拟 DOM 还不是特别了解的,推荐看这篇文章👉《详解Vue中的虚拟DOM》

引用里面的一张图片:

虚拟 DOM 的渲染

从这张图可以看出来虚拟 DOM 的一个渲染过程,那我们再回到本文的话题:为什么只能由一个根元素?
我们来看一个例子,假设你的 Vue 实例接管的 DOM 结构长成这个样子:

<div id="app">
    <h1 id="h3">My title</h1>
    <span>Content</span>
    Other text
    <!-- annotation text -->
</div>
复制代码

它在浏览器内部的表现是一个这样的 DOM 树:

DOM树

原谅我画图技术差,不过我想展示的效果达到了。从这可以看出它是一个树的结构,每个元素、文字、注释都是一个节点,虚拟 DOM 遵循的也是这样的一个树的数据结构。

回到正题,我们的指定的 el 也就是整个 DOM 结构的根。现在就很好说了,我们只有指定了唯一的 el 根元素,才能交给 Vue 实例在内部通过 createElement 方法生成一个对应的虚拟 DOM 结构映射真实的 DOM 元素进行操作渲染成真正的 HTML

换句话来说,可以把 el 对应的元素理解成 Vue 接管部分中的一个顶级标签,就像基本的 HTML 结构中,顶级标签是 <html></html>,只能有一个这样的标签存在。对应到 Vue 中也是这样,如果你给它两个顶级标签,那么对应的 DOM 结构就无法生成了,这也就解释了之前的疑惑:为什么不能指定多个入口让 Vue 实例一个个的试。

不知道我这样的解释有没有说明白这个问题,如果没清楚我们下面再来看看。

vue-cli

现在实际的项目开发中,使用脚手架 vue-cli 开发居多,我们来看看。

vue-cli 的形式是单文件组件,一个 .vue 页面的基本结构是这样的:

<template>
  <div></div>
</template>

<script>
export default {

}
</script>

<style>

</style>
复制代码

在这里,<template> 标签下也只能有一个根元素 div,这是为什么?

在说这个话题之前,我们需要了解 H5 新标签 <template> 的一些特性,可以参考文档,它保证了内部的内容有效但不会被渲染。vue-cli 本质上是会把 .vue 文件通过 webpack 配置打包成一系列的 js/css 文件注入到一个 html 文件中交给浏览器进行解释执行,我们看一个打包好的文件目录:

这也就是说,每个 .vue 文件都会是一个 Vue 的实例,而 <template> 标签中的内容就是 Vue 实例接管形成虚拟 DOM 的那部分内容。如果在 template 下有多个 div,那么虚拟 DOM 树就没办法生成了。

问题抽象

其实这个问题归结到最后,也可以抽象为一个问题:为什么抽象出来的 DOM 树只能有一个根?

  1. 从查找和遍历的角度来说,如果有多个根,那么我们的查找和遍历的效率会很低。
  2. 如果一个树有多个根,说明可以优化,肯定会有一个节点是可以访问到所有的节点,那这个节点就会成为新的根节点。
  3. 再从 Vue 本身来说,如果说一个组件有多个入口多个根,那不就意味着你的组件还可以进一步拆分成多个组件,进一步组件化,降低代码之间的耦合程度。

结语

其实在我们的学习过程中,有很多问题都是我们似懂非懂的,就是知其然不知其所以然。说白了就是知道轮子怎么用,但是不知道轮子内部的运行机制,虽然说不要去重复造轮子,但我们至少要知道轮子是怎么运行起来的。以上都是我个人对这个问题的一些理解,通过这篇文章希望可以帮助你对这个问题有更深刻的认识。如果你觉得有什么不对的地方,欢迎直接指正,共同进步!

参考内容
《详解Vue中的虚拟DOM》
《vue2.0的虚拟DOM渲染思路分析》
染陌同学《说说VNode节点(Vue.js实现)》
官方文档
官方API文档
官方issue相关讨论

我把我的学习记录都记录在了我的 github 并且会持续的更新下去,有兴趣的小伙伴可以看看~
github.com/tearill/Rea…